专利名称：涡旋式压缩机及使用氨类制冷剂的冷冻装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将氨类作为制冷剂使用的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机及冷冻装置(空调机或冷冻机等)。
背景技术：
过去使用的氟里昂类制冷剂由于会带来地球的臭氧层的破坏和地球的变暖，因此人们考虑使用氨等的自然制冷剂，但是，由于氨具有可燃性和有毒性，而且其腐性也强，使得铜线或有机绝缘材料不耐用。
使用氨类制冷剂的现有的压缩装置，用连接器将压缩机构部和电动机部结合，在压缩机构部的转轴上使用机械式的轴封装置来防止在转轴和机体之间泄漏制冷剂，进行与外部大气的隔断。但是，它难以完全地阻止制冷剂气体的泄漏，难以进行与外气的隔断。另外机械损失也大。
作为最近的压缩装置，如日本特开2000-83339号公报所公开的那样，形成为将压缩机部和电动机部一体化的密封式的密闭构造，电动机的绕线使用高纯度的铝，而且用对氨化学稳定的含氟树脂包覆着。而且，如日本特开平10-112949号公报所示的那样，在将压缩部和裸型电动机收容在密闭容器中的压缩装置中，用树脂材料绝缘上述电动机的各部分，用镀镍铜线或镀锡铜线形成上述电动机绕线的单线，将上述绕线浸渍到与氨有相溶性的酯类润滑油中来隔断与氨的直接接触。
在使用氨类制冷剂的上述现有技术中，使用了螺旋型或回转型的压缩机，推进了将压缩机形成为密闭型的开发。但是，在密闭型压缩机中，由于需要防止电动机的绕线受氨的影响的被覆材料和抑制振动用的模制件，因此电动机部的冷却困难。另外，机械侧的负荷力矩脉动和电动机侧的电磁助振力引起的力矩脉动相互影响而产生轴的扭振，有由该电磁脉动(振动)烧损电动机构部的危险。而且，在氨类制冷剂中，由于排出制冷剂温度比现有的氟里昂类制冷剂温度高，有使冷冻机油劣化的危险，在现状中不能达到实用化。
而且，在电动机的绕线使用铝电线时，由于铝电线比铜线导电性差，由此造成电动机绕线的发热量变大，因此，存在电动机部变为高温的问题。
另外，在电动机绕线的被覆材料使用含氟树脂时，含氟树脂由于具有高的剥离性和非粘接性，与电动机绕线的紧密接合性差，有烧损电动机部的危险。
发明内容
本发明的目的是获得一种使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机和冷冻装置，该使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机和冷冻装置可以确保在用氨类制冷剂的密闭型压缩机中成为问题的电动机的可靠性，在氨氛围中耐用。
本发明的另一目的是获得可以实现高效率的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机和冷冻装置。
为了达到上述目的，本发明的一种使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，在耐压力容器内设有涡旋式压缩机构部、电动机部、支架，该涡旋式压缩机构部是组合回转涡旋件和固定涡旋件而成的，该电动机部用于驱动该压缩机构部，该支架支承上述压缩机构部，该支架或上述电动机部的定子的至少任一方固定在上述耐压力容器的内壁上，其特征在于，制冷剂使用氨类制冷剂，上述电动机部的绕线使用用含氟树脂被覆的铝电线，配有液体喷射配管，该液体喷射配管向前述压缩机构部的压缩途中的压缩室注入氨类的液体制冷剂，进而，在喷射配管的路径中，配有根据上述压缩机构部的排出侧温度调整该液体喷射的量的节流机构。
在此，上述电动机部的绕线可以使用在实施了氟类化合物的化学转化处理包覆的铝电线上被覆含氟树脂的绕线，特别是可以使实施了氟类化合物的化学转化处理的铝电线的表面精度变粗而使被覆到铝电线上的含氟树脂的紧密接合性提高。或者也可以通过在被覆在铝电线上的含氟树脂上实施利用了胺化合物的光化学反应，对作为该包覆材料的含氟树脂进行表面改质，而使铝电线和被覆材料的紧密接合性提高。
另外，当用双环戊二烯树脂模制上述电动机部绕组端时，可以抑制电动机绕线的振动。而且，若将电动机部定子绕线做成为集中绕组的形式，可以使线端的模制作业效率提高。另外，当上述电动机为DC无刷电动机时，可以获得更高的效率，可以抑制电动机部的发热。
根据本发明的另一个方案，配有用于检测上述压缩机构部的排出侧温度的温度检测器，根据来自该温度检测器的检测值调整前述液体喷射的量。
根据本发明的另一个方案，使前述氨类制冷剂经过设置在前述耐压力容器内的前述电动机部。
为了达到上述另一个目的，本发明的一种使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，在耐压力容器内配有压缩机构部和用于驱动该压缩机构部的电动机部，对氨类制冷剂进行压缩，其特征在于，前述压缩机构部由回转涡旋件和固定涡旋件组合成的涡旋式压缩机构构成，前述电动机部的绕线采用用含氟树脂被覆的铝电线，同时，由双环戊二烯树脂模制该电动机部的绕组端。
根据本发明的另一个方案，前述电动机部为DC无刷电动机。
为了达到上述另一个目的，本发明的一种使用氨类制冷剂的冷冻机，至少配有涡旋式压缩机和冷凝器，所述涡旋式压缩机，在耐压力容器内配有涡旋式压缩机构部和电动机部，所述涡旋式压缩机构部是组合回转涡旋件和固定涡旋件而成的，所述电动机部用于驱动该压缩机构部，所述冷凝器用于使从所述涡旋式压缩机排出的制冷剂冷凝，其特征在于，制冷剂使用氨类制冷剂，所述涡旋式压缩机的电动机部的绕线使用用含氟树脂被覆的铝电线，配有液体喷射配管，该液体喷射配管向所述压缩机构部的压缩途中的压缩室注入氨类的液体制冷剂，进而，在喷射配管的路径中，配有根据上述压缩机构的排出侧温度调整该液体喷射的量的节流机构。
根据本发明的另一个方案，配有用于检测上述压缩机构部的排出侧温度的温度检测器，并且配有控制装置，该控制装置根据来自温度检测器的检测值调整所述液体喷射的量，控制压缩机的排出侧温度。
根据本发明的另一个方案，在前述液体喷射配管中设置喷射阀或电子式膨胀阀，根据涡旋式压缩机的排出侧温度控制液体喷射的量，并控制压缩机的排出侧温度，借此防止压缩机过热。
根据本发明的另一个方案，通过使所述氨类制冷剂经过设置在所述耐压力容器内的所述电动机部，对该电动机部进行冷却。
这样，通过做成为向压缩机中喷射液体的构成，可以抑制压缩过程中的制冷剂流体的温度上升，可以消除在使用氨类制冷剂的压缩机中排出制冷剂温度变高而使压缩效率变低的缺点，若采用这样的本发明，可以抑制变为高温，使压缩机效率提高。特别是，在使用使用铝电线的电动机时，其发热量变大，但若构成为例如将电动机组装入密闭型压缩机中、用压缩机的排出气体冷却电动机的构造，则可以由液体喷射以更低温的排出气体冷却电动机，具有可以高效率地冷却电动机的效果。而且，在本发明中，由于压缩机使用涡旋式压缩机，因此，与其它的压缩机构比，有喷射容易的效果。而且，通过使用涡旋式压缩机，可以减少压缩机的力矩变动，降低电磁振动从而可以提高电动机的可靠性。
图1是表示本发明的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机的一实施例的纵剖面图。
图2是表示图1的涡旋式压缩机中的电源端子部及电动机引出线部的详细构成的图。
图3是表示本发明的使用氨类制冷剂的冷冻装置的一实施例的循环构成图。
具体实施例方式
以下，根据
本发明的一实施例。
图1表示使用于本实施例的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机。涡旋式压缩机由压缩机构部、支架1、欧氏环(オルダムリング)5、转轴4、电动机部等构成，该压缩机构部是通过啮合回转涡旋件6和固定涡旋件7而构成，该支架1支承着该压缩机构部、该欧氏环5用于防止上述回转涡旋件的自转，上述转轴4安装在上述回旋涡旋件上，上述电动机部安装在转轴4上并用于驱动该转轴，该涡旋式压缩机被密闭地收容在耐压力容器2内。在上述固定涡旋件7的镜板部安装着来自液体喷出回路29(参照图3)的液体喷射配管10，可以将冷冻循环中的冷凝器下游侧的液体制冷剂供给到上述压缩机构部的压缩室。由此，可以抑制制冷剂压缩过程中的制冷剂流体的温度上升。由定子12和转子11构成的上述电动机部为如下的构造，即，定子12的电线(绕线)使用由含氟树脂被覆材料17被覆实施了氟类化合物的化学转化处理被覆的铝电线16的电线(参照图2)。可以使上述绕线的线材的表面精度变粗、或由利用了胺化合物的光化学反应对被覆材料17的含氟树脂实施表面改质来使绕线的单线和被覆材料之间的紧密接合性提高。这样，通过提高电动机部的绕线与被覆材料的紧密接合性，可以确保在使用氨制冷剂的密闭型压缩机中成为问题的电动机的可靠性。
另外，定子11的绕线端部由用聚苯硫醚形成的绑带缠绕后，用双环戊二烯树脂形成树脂模制体14。而且，上述耐压力容器2构成为由焊接与外气完全隔断的构造。
另外，在图1中，3是支承曲轴4的滚动轴承，8是吸入管，9是排出管，13是电源端子部。
用图2说明图1所示的电源端子部13与电动机引出线部的详细构造。
电动机的引出线使用的是在实施了氟化合物的化学转化处理包覆的铝电线上被覆含氟树脂的电线。另外，电源端子部13的电源端子15使用的耐氨的镍端子15。
另外，在本实施例中，电动机使用的是DC无刷电动机。这样，可以实现在高效率的涡旋式压缩机上组合了作为高效率的自然制冷剂的氨的和高效率的DC无刷电动机的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，可以获得至今没有的高效率的压缩机，可以对防止地球变暖和节电化作出贡献。
由图3说明本发明的使用氨制冷剂的冷冻装置。
该冷冻装置如下地构成其冷冻循环，即从吸入配管19通过吸入管8吸入到涡旋式压缩机18的制冷剂气体在由回转涡旋件6和固定涡施件7形成的压缩室中被压缩，被压缩的制冷剂气体冷却了电动机部后从排出管9排出到排出配管32，经过单向阀33后在冷凝器31中被冷凝。然后，被冷凝的制冷剂气体通过受液器30、制冷剂液配管26、干燥器5并由膨胀阀24膨胀后送入蒸发器23，蒸发后成为气体。然后通过制冷剂气体配管22、过滤器21、蓄气器20再从吸入配管19返回到压缩机室14、18。
另外，设在冷凝器下游侧的受液器30和涡旋式压缩机18的压缩室由液体喷射回路29连接，被冷凝的液体制冷剂的一部分通过设在液体喷射回路29上的过滤器27和电子式膨胀阀28注入涡旋式压缩机18的压缩室。液体喷射配管29若与受液器30内的下部存液部连接，则可以经常稳定地喷射制冷剂液体。
在液体喷射回路中，与涡旋式压缩机的排出侧温度相关联地控制电子式膨胀阀28的开度，调整液体喷射量。例如，用热敏电阻34检测来自压缩机的排出气体温度，将被检测的排出温度与预先储存着的排出温度比较，若高于设定值，则加大电子式膨胀阀28的开度，基低于设定值则减小其开度。为了进行该控制，设有控制装置36和控制信号输出装置35，可以连续地进行电子膨胀阀28的开度调整。通过这样地控制压缩机排出侧温度，可以防止压缩机过热。另外，在本实施例中，如图1所示，来自压缩机构部的排出制冷剂气体在冷却了电动机部后，从排出管9供给到耐压力容器2之外，因此，可以以更低的排出气体温度良好地进行电动机部的冷却，可以防止润滑油(冷冻机油)的劣化，可以进行高效率且稳定的冷冻循环的运转。另外，也可以设置可以进行流量调整的喷射阀来代替上述电子式膨胀阀28。
根据本发明，通过形成使用氨类制冷剂且电动机部的绕线使用由含氟树脂被覆的铝线的涡旋式压缩机，可以获得确保在使用氨类制冷剂的密闭型压缩机中成为问题的电动机的可靠性、在氨氛围下可以耐用的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机。
特别若是通过使实施了化合成处理包覆的铝电线的表面的精度变粗、或对被覆在铝电线上的含氟树脂实施利用了胺化合物的光化学反应而使作为被覆材料的含氟树脂表面改质，则可以提高铝电线和被覆材料的紧密接合性，可以进一步提高电动机的可靠性。
另外，根据本发明，在使用了上述涡旋式压缩机或氨类制冷剂的冷冻装置中，通过构成为具有对上述涡旋式压缩机的压缩机构部的压缩室供给氨类液体制冷剂的液体喷射回路的构造，可以抑制压缩过程中的制冷剂流体的温度上升，即使在使用使用排出制冷剂温度容易变高的氨类制冷剂且使用发热量变大的铝电线的电动机时，也可以获得能实现高效率的使用氨类制冷剂的冷冻装置。另外，压缩机通过采用涡旋式压缩机，与其它的压缩机构相比可以容易实现喷射。而且，通过使用涡旋式压缩机，可以减小压缩机的力矩变动，通过降低电磁振动也可以提高电动机的可靠性。
特别是，若做成将电动机组装入密闭的耐压力容器中、由压缩机的喷出气体冷却电动机的构造，则可以由液体喷射喷出以更加低温的喷出气体该冷却电动机，可以高效率地冷却电动机，另外，电动机若是DC无刷电动机，则得到更加高的效率，可以获得抑制了电动机部的发热的高效率的使用氨类制冷剂的冷冻装置。
权利要求
1.一种使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，在耐压力容器内设有涡旋式压缩机构部、电动机部、支架，该涡旋式压缩机构部是组合回转涡旋件和固定涡旋件而成，该电动机部用于驱动该压缩机构部，该支架支承上述压缩机构部，该支架和涡旋或压缩机构部的固定涡旋件中的至少任一方与上述耐压力容器的内壁密切接触，其特征在于，制冷剂使用氨类制冷剂，并且，上述电动机部的绕线使用用含氟树脂被覆的铝电线。
2.如权利要求1所述的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，其特征在于，上述电动机部的绕线使用的是在实施了氟类化合物的化学转化处理包覆的铝电线上被覆含氟树脂的绕线。
3.如权利要求1所述的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，其特征在于，使铝电线的外表面或实施了化学转化处理包覆的铝电线的外表面精度变粗，以便使被覆到铝电线上的含氟树脂的紧密接合性提高。
4.如权利要求1所述的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，其特征在于，通过对被覆在铝电线上的含氟树脂施行利用了胺化合物的光化学反应，对作为该被覆材料的含氟树脂进行表面改质，而使铝电线和被覆材料的紧密接合性提高。
5.如权利要求1所述的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，其特征在于，用双环戊二烯树脂模制上述电动机部绕组端。
6.如权利要求1所述的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，其特征在于，在上述电动机部中采用DC无刷电动机作为电动机。
7.如权利要求6所述的使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，其特征在于，上述电动机部的定子绕线为集中绕组，以提高模制效率，进而，可提高效率以抑制电动机部的发热。
8.一种使用氨类制冷剂的冷冻装置，具有涡旋式压缩机和冷凝器，上述涡旋式压缩机使用上述权利要求1的涡旋式压缩机，而且具有向上述涡旋式压缩机的压缩机构部的压缩室供给氨类制冷剂液的液喷射回路。
9.一种冷冻装置，包括使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机、冷凝器、受液器、液体喷射回路；该涡旋式压缩机具有耐压力容器，并且在所述耐压力容器中设有组合回转涡旋件和固定涡旋件而成的涡旋式压缩机构部和用于驱动该压缩机构部的电动机部，上述电动机部的绕线使用由含氟树脂被覆的铝电线，其中，来自上述压缩机构部的排出制冷剂气体在供给到上述耐压力容器外之前对上述电动机部进行冷却；上述冷凝器使从上述涡旋式压缩机排出的制冷剂冷凝；上述受液器设在上述冷凝器的下游侧；上述液体喷射回路用于将来自上述受液器的液体制冷剂注入到上述涡旋式压缩机的压缩室。
10.如权利要求9所述的使用氨类制冷剂的冷冻装置，其特征在于，在上述液体喷射回路中设有喷射阀或电子式膨胀阀，以与上述涡旋式压缩机的排出侧温度相关联地控制液体喷射量的方式控制上述喷射阀或电子式膨胀阀。
11.一种用于氨类制冷剂的压缩机，包括耐压力容器、在所述耐压力容器中的压缩机构、用于驱动所述压缩机构的电动机、以及用于支承压缩机构的支架，所述支架和电动机的定子中的至少一个与耐压力容器的内壁密切接触，其特征在于，制冷剂使用氨类制冷剂，并且，电动机的绕线使用具有含氟树脂涂层的铝电线。
12.一种用于氨类制冷剂的冷冻装置，包括压缩机、冷凝器、受液器、液体喷射回路，所述压缩机包括耐压力容器、压缩机构和用于驱动所述压缩机构的电动机，其中，电动机的绕线使用具有含氟树脂涂层的铝电线，并且，从压缩机构排出的制冷剂气体在对电动机进行冷却之后流出耐压力容器，所述冷凝器用于冷凝从所述压缩机排出的制冷剂，所述受液器设置在所述冷凝器的下游侧，并且，所述液体喷射回路用于将液化的制冷剂从受液器引入所述压缩机的压缩室，其中，采用氨类制冷剂作为制冷剂。
全文摘要
一种使用氨类制冷剂的涡旋式压缩机，在耐压力容器内设有涡旋式压缩机构部、电动机部、支架，该涡旋式压缩机构部是组合回转涡旋件和固定涡旋件而成，该电动机部用于驱动该压缩机构部，该支架支承上述压缩机构部，该支架和涡旋或压缩机构部的固定涡旋件中的至少任一方与上述耐压力容器的内壁密切接触，其特征在于，制冷剂使用氨类制冷剂，并且，上述电动机部的绕线使用用含氟树脂被覆的铝电线。
文档编号H02K3/44GK1952395SQ200610099900
公开日2007年4月25日 申请日期2002年9月10日 优先权日2001年9月10日
发明者安则俊典, 东條健司, 松永睦庆 申请人:日立空调系统株式会社